Hypericum perforatum L. - International Journal of Hematology and

Transkript

ULUSLARARAS› HEMATOLOJI-ONKOLOJI DERGISI
DERLEME / REVIEW
International Journal of Hematology and Oncology
Kantaronun (Hypericum perforatum L.)
Bileflimi ve T›bbi Önemi
Yaşar HIŞIL*, Fahri ŞAHİN** , Serdar Bedii OMAY***
* Ege Üniversitesi Mühendislik Fakültesi G›da Mühendisliği
** Ege Üniversitesi T›p Fakültesi İç Hastal›klar› Anabilim Dal›, Hematoloji Bilim Dal›
*** Karadeniz Teknik Üniversitesi T›p Fakültesi Hematoloji Bilim Dal›
ÖZET
Bu incelemede, kantaronun (Hypericum perforatum L., Eng. St. John’s Wort) analitik kompozisyonu, biyolojik
olarak önemli olan bileşenleri ve onlar›n kromatografik analizleri ve t›bbi yönden önemi hakk›nda yap›lm›ş olan
çal›şmalar değerlendirilmiştir. Kantaronun etkinliği hakk›nda bir çok çal›şma mevcuttur. Kantaron Avrupada pek çok
patalog taraf›ndan harici ve dahili olarak kullan›lan geleneksel bir tibbi bitkidir. Son yirmi y›lda, baz› kantaron
ekstraktlar›n›n hafif ve orta şiddetteki depresyonun tedavisindeki etkinliği isbat edilmiş ve bu yüzden kantaron
ekstraktlar› antidepresan olarak hem Avrupada ve hem de A.B.D. de kullan›lmaktad›r. Son y›llarda, kantaronun aktif
bileşeni olan hiperisinin etkisini ortaya koyan çeşitli çal›şmalar nedeniyle, potansiyel antikanserojen ajan olarak
hiperisine ilgi artm›şt›r.
Anahtar Kelimeler : Kantaron, Hiperisin, Kanser tedavisi
ABSTRACT
Composition of Hypericum perforatum L. and Its Medical Importance
The analytical composition of the constituents with major biological interest of herbal drug St. John’s Wort (Hypericum perforatum L.) and their chromatographical analyses and medical importance of extracts are studied in this
review. There are many studies about efficacy of St.John’s Wort. Hypericum perforatum is a medicinal plant traditionaly used, both externally and internally, in all Europe for many pathologists. In the last two decades many studies have proved the efficacy of some St.John’s Wort extracts in mild to moderate depression and it has been successful as an antidepresant both in Europe and the US. In recent years increased interest in hypericin which is active
constituent of St.John’s Wort, as a potential anticancer agent has arisen since several studies established its power.
Key Words: St.John’s wort, Hypericin, Cancer treatment
212
UHOD
Say› / Number: 4
Cilt / Volume: 15 Y›l / Year: 2005
GİRİŞ
Türkiyede yöresel olarak Binbirdelik otu, Kan otu,
K›l›ç otu, Mayas›l otu, Yara otu, Kuzu k›ran ve
ingilizcede St. John’s wort ad›yla bilinen Hypericum perforatum L., Hypericaceae familyas›na
dahil ve Avrupa, Asya, Kuzey Afrika ve Amerika
Birleşik Devletlerinde yetişen çok y›ll›kl› bir ottur.
Geleneksel t›pta antidepresan t›bbi bitki olarak kullan›lmaktad›r (1). Çeşitli Avrupa ülkelerinde
fitoterapi sahas›nda yayg›n bir şekilde kullan›lmaktad›r.
Hypericum perforatum veya St. John bitkisi, 30-90
cm yüksekliğinde alt›n sar›s› çiçeklere sahip çok
y›ll›kl› bir bitkidir. Bugün hypericum ekstraktlar›
hafif ve orta şiddetteki depresyon tedavisinde kullan›lmaktad›r. Günlük doz 1-2 mg hiperisin içeren
500 mg ekstraktt›r. Ağ›z yoluyla verilen bu dozdaki hiperisin, deri fototoksitesine yol açmaz. Çeşitli
klinik çal›şmalar göstermiştir ki, kantaron bilinen
sentetik antidepresanlar kadar etkilidir. Hafif ve
orta şiddetteki depresyon tedavisinde kantaron
ekstraktlar›n›n kullan›m› üzerinde çeşitli yay›nlar
yap›lm›şt›r (2-5). Kantaronun antidepresan etkisine
içerdiği flavonoidlerin de önemli katk›s›n›n olduğu
rapor edilmiştir (6).
KİMYASI
H. perforatum; chlorogenic asit, bir çok flavonoidler, naphthodianthrone’lar ve phloroglucinol’ler
gibi biyolojik aktiviteye sahip birçok bileşikler
içermektedir (8). Kantaron baz› alkollü içeceklerin
(likör ve tonik gibi) haz›rlanmas›nda aroma verici
olarak da kullan›lmaktad›r. Avrupa Ekonomik
Topluluğu (EEC)’nun 1988 y›l›ndaki 88/388 say›l›
direktifiyle, doğal aroma verici ekstraktlar›n kullan›lmas›ndan dolay› hiperisin miktar›n›n g›dalarda
0.1 ppm, kek ve tatl›larda 1 ppm ve alkollü içeceklerde 10 ppm’i aşmamas› istenmiştir (7). Kantaron
ekstraktlar›n›n antidepresan (10,11) ve antiviral
aktivitelerinin (12,13) görülmesinden sonra,
hiperisin ve pseudohiperisinin mümkün olduğu
kadar saf halde elde edilmesi için bu farmasötik
potansiyelin araşt›r›lmas› yap›ld›. Stojanovic ve
ark., Hypericum türlerinin n-alkanlar ve yağ asitlerini araşt›rm›şlard›r. n-alkanlar petrol eteriyle
ekstrakte edilmiş, silikajel kolonda temizlenmiş ve
İnce Tabaka Kromatografisiyle teşhis edilmişlerdir
(14). Hypericum türlerinde Nonacosane (C29 H60)
213
UHOD
en yüksek (%68.8-88.6) oranda bulunan n-alkand›r.
Yağ asitleri aras›nda s›ras›yla en yüksek oranda
palmitik asit, oleik asit, lignoserik asit (24:0) ve
erusik asit (22:1,cis-13) bulunmaktad›r.
Kantaron herbal drug’›n bileşenleri ve yüzde oranlar› Tablo 1’de gösterilmiştir.
Fuzzati ve ark., kantaronda mevcut başl›ca bileşenlerden hiperforinin parçalanma ürünlerini HPLCMS ile araşt›rm›şlard›r (15). Hiperforin taze kantaron otunda %2-4 konsantrasyonda bulunur, antidepresan etkilidir ve ›ş›ğa ve havaya maruz
kald›ğ›nda karars›zd›r. Hiperisin piridin ve diğer
organik bazlarda k›rm›z› renkli fluoresans özellikli
çözelti verecek şekilde çözünür. Genellikle bir çok
organik çözücüde çözünmez. Hiperisin alkali sulu
çözücülerde çözünür; pH 11.5’un alt›nda çözelti
k›rm›z›, pH 11.5’un üzerinde ise yeşil renklidir
(k›rm›z› fluoresansl›d›r). Hiperforin yüksek oranda
lipofilik, s›cakl›ğa duyarl›, fotodegredasyona hassas ve n-hegzan gibi apolar çözücülerde h›zla
parçalanmaktad›r (16).
ANALİZİ
Hypericum perforatum preparasyonlar›n›n hypericum ve pseudohypericum içerikleri Yüksek Bas›nç
S›v› Kromatografisi (HPLC = High Pressure Liquid
Chromatography) ile valide edilir. Analizde ya
asidik fosfat veya nötral eluent sistemler(18) ve
z›t-faz (RP-C18) kolonlar kullan›l›r.
Hiperisin ve/veya pseuodohiperisinin çeşitli
matrikslerde kantitatif tayini için s›n›rl› say›da
yay›n mevcuttur. Libes ve ark., biyolojik s›v›larda
hiperisinin tayini için bir HPLC metodu
kulland›lar. Bu metodda 590 nm’de kuvvetli
absorbans ölçümü, uzun süreli dereceli elüsyon
tekniği ve yavaş bir s›v›-ekstraksiyon usulü yer
almaktayd› (18). Chi ve Franklin, plazmada
hiperisin analizi için izokratik bir z›t-faz RP-HPLC
metodunu kulland›lar. Bu metodda fluorometrik
dedeksiyon ve ön temizleme için kat›-faz ekstraksiyon tübleri (SPE) kullan›ld› (19).
Farmasötik kapsüllerde hiperisin tayini için Draves
ve Walker (20), HPLC metodlar›n› vermişlerdir.
Vandenbogaerde ve ark., hücre kültürlerinde
hiperisine karş› psödohiperisinin fotositotoksik etkisini incelemişlerdir. Fluorometrik dedeksiyonlu,
isokratik HPLC kullanm›şlard›r (17).
Say› / Number: 4
Tablo 1. Kantaron herbal drug’›n bileşenleri ve yüzde oranlar›(%). (Bilia ve ark.) (8)
Naphthodianthrone türevleri
0.05-0.15
hypericin, pseudohypericin,
protohypericin, protopseudohypericin
Flavonoller
2.0-5.0
hyperoside (% 0.5-2.0)
rutin
(% 0.3-1.6)
quercitrin
(% 3.0)
isoquercitrin (% 0.3)
quercetin
Biflavonlar
biapigenin
(yaklaş›k % 0.26)
amentoflavone
Phloroglucinol türevleri
hyperforin, adhyperforin ve baz› türevler (% 4 kadar)
Xanthone’lar
(10 ppm kadar)
Phenolic asitler
caffeic asit, chlorogenic asit, ferulic asit
hyperfolin, p-cumaric asit, p-hydroxybenzoic asit, vanillic asit
Uçucu yağ
0.05-1.0
esas olarak yüksek n-alkanlar
Steroller
ß-sitosterol
Vitaminler
C vitamini, A vitamini
Hypericum preparasyonlar›na artan ilgi ve basit,
h›zl›, duyarl› ve ucuz analiz metodu talebi sebebiyle Zotou ve Loukou (20), isokratik z›t-faz HPLC
metodunu sunmuşlard›r. Kurutulmuş Yunan kantaron çiçek k›sm›nda 7.00 ± 0.19 mg/g Hiperisin ve
6.41 ± 0.43 mg/g Pseudohiperisin bulunmuştur.
Brolis ve ark., Hypericum perforatum’un aktif
bileşenlerinin HPLC ile tayinine ilişkin bir metod
vermişlerdir. Z›f-faz C18 kolon ve 270 nm
absorbans dedektör kullan›lm›şt›r. Hareketli faz
UHOD
Say› / Number: 4
olarak 3 lü dereceli elüsyon tekniği kullan›larak
aktif bileşenler birbirlerinden başar›l› bir şekilde
ayr›lm›şlard›r (9). Hareketli faz: A=Su-%85 fosforik asit (99.7:0.3), B=Asetonitril, C=Metanol.
Sokslet cihaz›nda metanol kullan›larak elde edilen
H. perforatum ekstrakt›n›n profili Şekil 1’de
görülmektedir. Benzer bir çal›şma Li ve Fitzloff
taraf›ndan da yap›lm›şt›r (21).
Yaşar H›ş›l taraf›ndan 1,1,1,2-Tetrafluoroethane
kullan›larak elde edilen Hypericum perforatum
214
Şekil 1. Hypericum perforatum metanol ekstrakt›n›n HPLC kromatogram› (9)
1. Chlorogenic asit izomeri,
12. Hypericin,
2. 3-O-p-Coumaroylquinic asit,
7. 3,3’, 4’, 5, 7-Pentahydroxyflavanone
7-O-Rhamnopyranoside,
3. Chlorogenic asit,
8. Quercitrin,
14. Hyperforin analogu,
4. Rutin,
9. Quercetin,
15. Hyperforin,
5. Hyperoside,
10. I3,II8 Biapigenin,
16. Adhyperforin
6. Isoquercitrin,
11. Pseudohypericin,
ekstrakt›n›n GC/MS den al›nan total iyon kromatogram› Şekil 2’de görülmektedir. Teşhis edilen
baz› uçucu bileşikler de Tablo 2’de verilmiştir.
Schwob ve ark.’n›n (23) yapt›ğ› çal›şmaya göre,
güneydoğu Fransa’n›n çeşitli yerlerinden temin
edilen H. perforatum varyetelerinin esansiyel yağ
verimi % 0.03-0.12 aras›nda değişmektedir.
13. Hyperforin analogu,
ONKOLOJİ AÇISINDAN HYPERİCUM PERFORATUM EKSTRAKTLARININ ÖNEMİ
Kanser hücre serilerinde farkl› floresan organel
işaretleyicileri ile yap›lan hücresel lokalizasyon
çal›şmalar› Hiperisinin endoplazmik retikulum ve
golgi kompleksinde biriktiğini göstermiştir. Benzer
şekilde Caco-2 kolon kanser hücrelerinde hem
plazmada hem de çekirdek zarlar›nda birikim
görülmüştür.
EMT-6 fare meme kanseri hücrelerinde mitokondrial fonksiyonlar› deprese ettiği, insan glioma
hücreleri üzerinde de toksik etkisini mitokondrial
215
UHOD
Say› / Number: 4
Tablo 2. Hypericum perforatum ekstrakt›n›n GC/MS total iyon kromatogram›nda belirlenen baz› uçucu
bileşikler
Al›konma Zaman› (Dak.)
Bileşikler
1.39
1,1,1,2-tetrafluoroethane
1.66
2-Methyl-3-buten-2-ol
3.19
2,6-dimethylheptane
4.33
Alfa-Pinene
4.95
3-Methylnonane
7.30
2-Methyldecane
18.22-19.10
Triacetin (Ekstrakt GC/MS analizi için triacetin’de çözünmüştür.)
20.62
Beta-caryophyllene
24.87
Eugenyl acetate
26.86
Caryophyllene oxide
36.11
6,10,14-Trimethyl-2-Pentadecanone
37.27
7-Hexadecene
40.13
Hexadecanoic acid (Palmitic acid)
44.11
n-Heneicosane
44.51
3,7,11,15-Tetramethyl-2-hexadecen-1-ol
fonksiyonlar› bozarak gösterdiği ortaya konmuştur.
Bu çal›şmalar Hiperisinin fototoksisitesinin
mitokondrial enerji mekanizmalar› üzerinden
olduğu kanaatini oluşturmuştur. AY-27 s›çan
mesane karsinoma hücrelerinde sitotoksisitesini
apoptozis (programl› hücre ölümü) ile gösterirken
HL-60 insan lösemi hücrelerinde apoptozisten
nekrozise kadar değişen bir spektrumda etkisi
görülmüştür.
Yine insan servikal karsinoma HeLa ve fare T
hücre hibridoma serilerinde mitokondrial sitokrom
C’nin sitozole sal›nmas›n› uyararak apoptozis ile
sitotoksisite oluşturduğu gözlenmiştir. Jurkat lenf
kanseri hücrelerinde ise daha çok trail reseptörü
üzerinden apoptotik mekanizmalar aktive olduğu
tespit edilmiştir (24).
Grubumuzun yapt›ğ› ekstrakt çal›şmalar›nda HL60 lösemik hücrelerinde belirgin sitotoksisite kendini göstermiştir (yay›nlanmam›ş veriler). KemirUHOD
Say› / Number: 4
genlerdeki in-vivo tümör çal›şmalar›nda Hypericum
ekstraktlar› ve Hiperisin ile umut verici veriler elde
edilmiştir. Hopfner ve ark. özofagus adenokarsinoma hücre serilerinde Hypericin ile fotodinamik
tedavinin etkinliğini belirtmişlerdir (25). Bruggisser ve ark. MCF-7 insan meme kanser hücre serilerinde kantaron ekstrakt› ile toksik veriler elde
etmişlerdir (26). Hostanska ve ark. ise K-562 ve U937 lösemi ve LN-229 glioblastoma hücrelerinde
toksik etkilerini rapor etmişlerdir (27). Kronik
inflamatuar hastal›klardaki etkinlikteki mekanizman›n İNOS-NO yolağ› üzerinden olduğu Tedeschi
ve ark taraf›ndan iddia edilmiştir (28). Yine insan
megakaryoblastik lösemi hücre serisinde Shiono ve
ark. protein kinaz C yolağ› üzerinden sitotoksisite
belirlemişlerdir (29). Kim ve ark. U-937 insan histiyositik lenfoma hücrelerinde hiperisinin diferansiyasyon-apoptozis etkinliğini bulmuşlard›r (30).
Bir diğer çal›şmada ise insan over karsinoma
216
Şekil 2. Hypericum perforatum ekstrakt›n›n GC/MS total iyon kromatogram›
hücrelerinde hiperisinin tirozin kinaz-MEG/ERG
yolağ›n› aktive ederek etkin olduğu ortaya
konmuştur (31).
Bu çal›şmalar toplu olarak değerlendirildiğinde
kendi verilerimizi de katarak sar› kantaron ekstraktlar› ve içeriğinde yoğun olarak bulunan hiperisinin
geniş anti-tümöral etkinlik gösterdiği ortaya
ç›kmaktad›r. Bu sitotoksik etkinlik temel olarak
diferansiyasyon-apoptozis üzerinden oluşmaktad›r.
Hayvan tümör modelleri üzerindeki daha ileri
çal›şmalar, bu ekstrakt ve içeriğindeki anti-tümöral
moleküllerin anti-kanser ilaç geliştirilmesi için
yolunu daha da açacakt›r.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
KAYNAKLAR
1.
2.
3.
217
Merck Index, 2003. 13th Edition. Merck & Co.,
Inc. Whitehouse Station, NJ.
Linde K, Ramirez G, Mulrow CD, Pauls A, Weidenhammer W, Melchart D. St John's wort for
depression--an overview and meta-analysis of
randomised clinical trials. BMJ 3;313:253-8,
1996.
Volz HP. Controlled clinical trials of hypericum
extracts in depressed patients--an overview.
Pharmacopsychiatry. 30 Suppl 2:72-6, 1997.
UHOD
10
Gaster B, Holroyd J. St John's wort for depression: a systematic review. Arch Intern Med.
24;160(2):152-6, 2000.
Bombardelli E, Morazzoni P. Hypericum perforatum. Fitoterapia, 66,1: 43-68, 1995.
Butterweck V, Jurgenliemk G, Nahrstedt A,
Winterhoff H. Flavonoids from Hypericum perforatum show antidepressant activity in the
forced swimming test. Planta Med 66(1):3-6,
2000.
L184 of July 15,1988, in Official Journal of the
European Communities, p.61 (EEC Council
Directive 88/388 of June 22, 1988.
Bilia AR, Gallori S, Vincieri FF. St. John’s
Worth and depression-efficiency, safety and tolerability. Life Sciences 70: 3077-3096, 2002.
Brolis M, Gabetta B, Fuzzari N, Pace R, Panzeri
F, Peterlongo F. Identification by high-performance liquid chromatography-diode array
detection-mass spectrometry and quantification
by high-performance liquid chromatographyUV absorbance detection of active constituents
of Hypericum
perforatum. J Chromatogr A
825:9-16,1998. (with permission from Elsevier).
Harrer G, Schulz V. Clinical investigation of the
antidepressant effectiveness of hypericum. J
Geriatr Psychiatry Neurol 1:S6-8, 1994.
Say› / Number: 4
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
Vorbach EU, Hubner WD, Arnoldt KH. Effectiveness and tolerance of the hypericum extract
LI 160 in comparison with imipramine: randomized double-blind study with 135 outpatients. J
Geriatr Psychiatry Neurol 1: S19-23, 1994.
Hudson JB, Lopez-Bazzocchi I, Towers GH.
Antiviral activities of hypericin. Antiviral Res
15(2):101-12, 1991.
Tang J, Colacino JM, Larsen SH, Spitzer W.
Virucidal activity of hypericin against
enveloped and non-enveloped DNA and RNA
viruses. Antiviral Res 13(6):313-25, 1990.
Stojanovic G, Palic R, Tarr CH, Reddy CM,
Marinkovic,O.n-alkannes and fatty acids of
Hypericum perforatum, Hypericum maculatum
and Hypericum olympicum. Biochemical Systematics and Ecology 31, 223-226, 2003.
Cui Y, Gurley B, Ang CYW, Leakey J. Determination of hyperforin in human plasma using
solid-phase extraction and high-performance
liquid chromatography with ultraviolet detection. J Chromatogr B 780:129-135, 2002.
Vandenbogaerde AL, Kamuhabwa A, Delay E,
Himpens BE, Merlevede WJ, De Witte PA.Photocytotoxic effect of pseudohypericin versus
hypericin. J Photochem Photobiol B Biol 45: 8794, 1998.
Liebes L, Mazur Y, Freeman D, Lavie D, Lavie
G, Kudler N, et al. A method for the quantitation
of hypericin, an antiviral agent, in biological fluids by high-performance liquid chromatography.
Anal Biochem 15;195(1):77-85, 1991.
Chi JD, Franklin M. Determination of hypericin
in plasma by high-performance liquid chromatography. J Chromatogr B Biomed Sci Appl
5;724(1):195-8, 1999.
Draves AH, Walker SE. Determination of
hypericin and pseudohypericin in pharmaceutical preparations by liquid chromatography with
fluorescence detection. J Chromatogr B Biomed
Sci Appl 10;749(1):57-66, 2000.
Zotou A, Loukou Z. Determination of Hypericin
and Pseudohypericin in Extracts from Hypericum perforatum L.and Pharmaceutical Preparations by Liquid Chromatography - Fluorescence
Detection. Chromatographia 54:218-224, 2001.
Li W, Fitzloff JF.High performance liquid chromatographic analysis of St.John’s Wort with
photodiode array detection. J Chromatogr B
765:99-105, 2001. (with permission from Elsevier).
Schwob I, Bessiere JM, Viano J.Composition of
the essential oils of Hypericum perforatum L.
from southeastern France. C R Biologies 325,
781-785, 2002.
UHOD
Say› / Number: 4
23
24
25
26
27
28
29
30
Agostinis P, Vantieghem A, Merlevede W, de
Witte PA. Hypericin in cancer treatment: more
light on the way. Int J Biochem Cell Biol
34(3):221-41, 2002.
Hopfner M, Maaser K, Theiss A, Lenz M, Sutter
AP, Kashtan H, et al.Hypericin activated by an
incoherent light source has photodynamic
effects on esophageal cancer cells. Int J Colorectal Dis 18(3):239-47, 2003.
Bruggisser R, von Daeniken K, Jundt G,
Schaffner W, Tullberg-Reinert H. Interference
of plant extracts, phytoestrogens and antioxidants with the MTT tetrazolium assay. Planta
Med 68(5):445-8, 2002.
Hostanska K, Reichling J, Bommer S, Weber M,
Saller R. Hyperforin a constituent of St John's
wort (Hypericum perforatum L.) extract induces
apoptosis by triggering activation of caspases
and with hypericin synergistically exerts cytotoxicity towards human malignant cell lines. Eur
J Pharm Biopharm 56(1):121-32, 2003.
Tedeschi E, Menegazzi M, Margotto D, Suzuki
H, Forstermann U, Kleinert H. Anti-inflammatory actions of St. John's wort: inhibition of human
inducible nitric-oxide synthase expression by
down-regulating signal transducer and activator
of transcription-1 alpha (STAT-1alpha) activation. J Pharmacol Exp Ther 307(1):254-61,2003.
Shiono Y, Shiono N, Seo S, Oka S, Yamazaki Y.
Effects of polyphenolic anthrone derivatives,
resistomycin and hypercin, on apoptosis in
human megakaryoblastic leukemia CMK-7 cell
line. Z Naturforsch [C]. 57(9-10):923-9, 2002.
Kim JI, Park JH, Park HJ, Choi SK, Lee KT.
Induction of differentiation of the human histocytic lymphoma cell line U-937 by hypericin.
Arch Pharm Res 21(1):41-5, 1998.
Hwang MS, Yum YN, Joo JH, Kim S, Lee KK,
Gee SW, et al. Inhibition of c-erbB-2 expression
an activity in human ovarian carcinoma cells by
hypericin. Anticancer Res 21:2649-55, 2001.
Yaz›şma Adresi:
Prof. Dr. Yaşar HIŞIL
Ege Üniversitesi
Mühendislik Fakültesi
G›da Mühendisliği Bölümü
Bornova
İZMİR
e-mail: [email protected]
218

Hypericum perforatum L. - International Journal of Hematology and

Transkript

Benzer belgeler